Czym jest analiza ruchu 3D?

W analizie ruchu 3D ruchy obiektów, komponentów maszyn lub ciał (ludzkich) w przestrzeni 3D są rejestrowane w czasie za pomocą sensorów wykorzystujących kamery stereo. Zebrane dane można następnie przeanalizować i wykorzystać do działań optymalizacyjnych. Dzięki analizie ruchu 3D rejestrowana jest szeroka gama parametrów kinematycznych w zależności od zastosowania, na przykład przyspieszenia, prędkości obrotowe czy odchylenia prowadnic lub napędów.

Do analizy ruchu 3D zwykle używane są systemy składające się z kamer stereo, sprzętu i oprogramowania do przetwarzania danych oraz markerów punktów pomiarowych. Markery punktów, które w zależności od przeznaczenia mogą być samoprzylepne lub odporne na temperaturę, są przymocowywane do mierzonych powierzchni na obiekcie przed procesem pomiaru. Sensor z kamerami stereo - znany również jako sensor pomiarowy - jest następnie umieszczany na statywie przed obiektem pomiarowym. Obiekt pomiarowy z markerami punktów referencyjnych jest wprawiany w ruch, a kamery rozpoczynają rejestrowanie konfiguracji testowej. W nowoczesnych systemach rejestracja obrazu jest wyzwalana elastycznie dla jednego lub więcej stanów obciążenia - wydajność kamery automatycznie dostosowuje się do warunków rejestrowanego obiektu. Znacząca zaleta analizy ruchu 3D: dzięki technologii kamer stereo, dowolna liczba punktów pomiarowych w przestrzeni może być określona w tym samym czasie z dokładnością 30-40 μm/m!

Nowoczesne urządzenia pomiarowe do analizy ruchu 3D bazują na optycznych metodach pomiarowych. Możliwe zastosowania metrologii optycznej są różnorodne - znajduje to również odzwierciedlenie w zastosowaniach analizy ruchu 3D. Metrologia optyczna może być skalowana dla różnych rozmiarów próbek od kilku milimetrów do kilku metrów i dostosowana do zadań pomiarowych i warunków środowiskowych.

Analiza ruchu 3D z wykorzystaniem optycznych systemów pomiarowych jest obecnie stosowana w wielu branżach, w tym:

• Motoryzacja
• Lotnictwo i kosmonautyka
• Przemysł dóbr konsumpcyjnych
• Biomechanika
• Analiza możliwości maszyn, monitorowanie procesów, optymalizacja procesów produkcyjnych

Nie wszystkie części w obszarze roboczym mogą być rejestrowane bezpośrednio przez sensor z kamerami stereo. Jeśli analizowane mają być półfabrykaty lub końcówki narzędzi zakryte przez nośnik narzędzi, stosowane są adaptery. Wszystkie grupy punktów są definiowane na tych adapterach z wyprzedzeniem, a adapter jest odpowiednio kalibrowany. Taka metoda umożliwia również bezproblemową analizę ukrytych, złożonych części i zespołów.

Dzięki połączeniu odpowiedniego oprogramowania z szybką transmisją danych analiza ruchu 3D może być również wykorzystywana w kontekście analizy w czasie rzeczywistym. Typowym przykładem takiego zastosowania jest analiza deformacji maszyn do formowania blachy. Za pomocą wektorów przemieszczeń 3D i wykresów można śledzić w czasie rzeczywistym deformacje, takie jak ugięcia, skręcanie lub zginanie, a także badać przyspieszenia, prędkości lub drgania strukturalne. W zależności od wymagań możliwe jest wygenerowanie raportów w formie obrazów, filmów, tabel, wykresów lub jako praktyczny plik PDF.

Nie, wręcz przeciwnie: konfiguracja optycznego systemu pomiarowego, takiego jak ZEISS ARAMIS, zajmuje mniej niż jedną godzinę i obejmuje naniesienie punktów pomiarowych na próbkę. Nowoczesne systemy można szybko i elastycznie dostosowywać do różnych rozmiarów obszarów pomiarowych - od najmniejszych obiektów wielkości kartki pocztowej po kompletne turbiny wiatrowe. Optyczne systemy pomiarowe, takie jak ARAMIS, mogą być wykorzystywane nie tylko do precyzyjnych pomiarów ruchomych części, ale także do zastąpienia przetworników przemieszczenia (LVDT) i czujników przyspieszenia (akcelerometrów)!